Elettronica di potenza Esercizi
Esercizio 1 L’amplificatore di potenza in classe A di figura, utilizza un BJT con hFE=50 e un trasformatore con rapporto spire n=10. Calcolare: la potenza Pcc assorbita dall’alimentazione la massima potenza ceduta al carico Pumax la massima potenza PDmax dissipata dal transistor.
Soluzione esercizio 1 Partiamo dal calcolo della corrente di polarizzazione di base. Essa vale: dalla quale, noto il guadagno statico, possiamo calcolare la corrente di collettore: La potenza assorbita dall’alimentazione vale: e quella ceduta al carico: E, infine, la massima potenza spesa sul BJT vale:
Esercizio 2 L’amplificatore di potenza in classe B di figura è alimentato con la tensione duale Vcc = +/- 12 V ed è collegato ad un carico, RL, di valore 6 Ω. Calcolare: la massima potenza Pccmax erogata dall’alimentazione la massima potenza utile d’uscita Pumax la massima potenza PDmax dissipata da ogni BJT.
Soluzione esercizio 2 Sostituendo a Icpmax=VCC/RL, la massima potenza utile d’uscita, Pumax, è pari a: E quella massima erogata dall’alimentazione: Calcolabile anche con la: Infine, la massima potenza dissipata da ogni transistor, corrisponde a:
Esercizio 3 Calcolare i valori della tensione di alimentazione VCC e dei resistori R per ottenere, con l’amplificatore in classe AB di figura, una potenza utile massima Pumax=4W su un carico RL=16 Ω. Si consideri nulla la VCEsat, hFE=50 (per ogni BJT), ed i diodi al silicio (VF=0,7V)
Soluzione esercizio 3 (1/2) Considerato che la massima corrente di collettore, Icpmax, vale Vcc/RL (in quanto VCE(sat) è circa zero), il valore di Vcc si ricava, per inversione, dalla formula: Per dimensionare i resistori R si osserva che, per garantire la polarizzazione diretta dei diodi, si deve avere:
Soluzione esercizio 3 (2/2) dove I è la corrente nei resistori e Ibpmax è il valore di picco della massima corrente di base: che combinata con la: consente di scrivere: A questo punto per dimensionare R occorre fissare la I. Stante il vincolo pendente su tale corrente, la si potrebbe fissare a 20 mA. Successivamente si ricava R: